Загадка самой массивной звезды

21.12.2014 Новости   Нет комментариев

Загадка самой массивной звезды

В туманности Тарантул (NGC 2070), что в галактике Большое Магелланово Облако, есть массивное звёздное скопление R136 с самой крупной и яркой звездой изо всех известных человечеству.

R136a1
— титанических масштабов объект с температурой поверхности более 50 000
К, который при рождении весил 320 Солнц. И даже сегодня, после миллиона
лет интенсивной потери массы, звезда примерно в 265 раз тяжелее нашего
светила. При этом по светимости она превосходит Солнце в 8 700 000 раз,
что означает колоссальное световое давление на её поверхности. Давление
это, разумеется, приводит к выбросу в окружающее пространство
значительной части вещества — сильнейшему звёздному ветру.

Загадка самой массивной звезды

Скопление
R136 в туманности Тарантул: слева направо показаны туманность и
скопления внутри неё. (Здесь и ниже иллюстрации European Southern
Observatory.)

Проблема с R136a1 в первую очередь заключается в том, что,
согласно имеющимся теориям звёздной эволюции, таких звёзд не может быть:
ни одна звезда не может сформироваться (стать собственно звездой) при
массе, превышающей 150 солнечных. А R136a1 при рождении вдвое с лишним
превосходила этот предел. Именно поэтому она классифицируется как гипергигант,
то есть относится к классу звёзд, который появился после того, как были
обнаружены звёзды крупнее сверхгигантов (коим астрономы некогда
отводили в своих классификациях место самых больших светил).

:

В Большом Магеллановом Облаке всего 10 млрд звёзд — в десятки раз меньше, чем в Млечном Пути.
Однако тут много регионов бурного звездообразования, среди которых
самым ярким является туманность Золотой Рыбы, значительно превосходящая
по своей активности любой известный регион нашей Галактики. В ней одной
имеется четыре звезды Вольфа — Райе,
и это очень большая загадка. Всего таких звёзд в нашей Галактике 230
(меньше одной на миллиард), а в Большом Магеллановом Облаке — 100 (одна
на сто миллионов).

Причины столь высокой концентрации звёзд Вольфа — Райе в Большом
Магеллановом Облаке вообще и их изобилия в туманности Золотой Рыбы в
частности до недавнего времени оставались под вопросом. И вот группа
исследователей из Института астрономии им. Аргеландера в Бонне (Германия) под общим руководством Самбарана Банерджи (Sambaran Banerjee)
предложила выход из ситуации с необычайно массивной R136a1 и всем
скоплением R136. По мнению астрономов, дело в том, что звёзды спектрального класса О
(гипергиганты) формировались там очень близко друг к другу в компактных
двойных системах. Поэтому в дальнейшем часть из них в результате
гравитационного взаимодействия начала по спирали сближаться, в итоге
сталкиваясь и образуя звёзды колоссальной массы и светимости, такие как
R136a1 и др.

Учёные смоделировали взаимное расположение и взаимодействие
звёзд в туманности Золотой Рыбы и скоплении R136, исходя из его
первоначального состава в 170 тыс. звёзд с массой, не превышающей 150
солнечных (что до обнаружения гипергигантов считалось классическим
пределом). Затем они позволили модели в течение 3,5 млн лет
эволюционировать, и обнаружилось любопытное, а именно несколько случаев
слияния звёзд массой в 150 солнечных, находящихся в компактных двойных
системах.

«Когда расчёты завершились, светила-супертяжеловесы перестали
быть загадкой, — рассказывает г-н Банерджи. — Давайте представим себе
две относительно большие звезды, вращающиеся друг вокруг друга. Если их
начальные орбиты были в меру вытянутыми, то светила столкнутся и
образуют одну огромную звезду».

Загадка самой массивной звезды

Звезда Вольфа — Райе R136a1 — крупнейшая из известных современной астрономии.

Как видим, всё просто: предел массы нормальных первичных
звёзд сохранён, а всё, что выше 150 масс Солнца, — результат слияний,
так сказать «вторичные» звёзды. Таким образом, гипергиганты вроде R136a1
являются лишь любопытным исключением, а не правилом. Так что же, и
«волки» (факты астрономических наблюдений) сыты, и «овцы»
(астрономические теории) целы?

Почти что. Практическое исследование систем голубых гигантов в нашей Галактике показало,
что 70% из них существуют в системах двойных звёзд, со вторым очень
массивным партнёром. Более того, даже те 30%, что не имеют
звёзд-напарников, похоже, некогда их имели — и именно поэтому дрейфуют
через Галактику с огромной скоростью, которую развили после взрыва
второй звезды своей системы, ставшей сверхновой.

Иными словами, гиганты в двойных системах — явление скорее
закономерное, а не случайное. А значит, и шансы найти их за пределами
Большого Магелланова Облака довольно велики. До сих пор этого не
происходило в значительной степени потому, что чаще всего гипергиганты
существуют в плотных звёздных скоплениях и туманностях, где наблюдать их
очень сложно: мешает свет соседних звёзд. Однако с прогрессом
астрономических инструментов нас может ожидать значительное количество
открытий таких «супертяжеловесов».

Исследование принято к публикации в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а с препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Phys.Org.

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (Проголосуй первым!)
Загрузка...
?>